甲醇--乙腈物系的分离工艺设计与控制研究

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1、DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnol093,forMasterDegreeofScience⑧ResearchontheDesignandControlofSeparatingMethanol—AcetonitrileSubmittedbyAiShuangSupervisedbyLiXiaoHnaCollegeofChemicalEngineeringZh@angUniversityofTechnologyHangzhou，P．R．ChinaApril2014

2、浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：始k隰专月7日，学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文

3、被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。／2、不保密瓯(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：日期：纠垆年岁月z7日日期：Ⅶ，萨厂月刁目k叶仅例浙江工业大学硕士学位论文甲醇一乙腈物系的分离工艺设计与控制研究摘要本文对甲醇．乙腈物系的分离采用了两种精馏方式，萃取精馏(ED)和双效变压精馏(PSD)。用化工模拟软件AspenPlus和AspenDynamics对精

4、馏过程进行了设计与控制。在萃取精馏的设计中，用比较无限稀释相对挥发度的方法选取了苯胺为溶剂，溶剂比为4．5。在两种精馏方式的稳态设计中，均用年度总费用(TAC)最小为目标函数，用AspenPlus对精馏操作的各工艺参数进行了优化设计，结果表明：在处理量和分离要求相同的情况下，双效变压精馏与萃取精馏相比，节能效果相当明显。用AspenDynamics对精馏过程进行了控制结构的设计。在萃取精馏中，设计了回流比恒定的控制结构和前馈．反馈控制结构，分别加入处理量±lo％平D进料组成变化的扰动，动态响应结果表明：回流比恒定的控制结构

5、不能满足产品质量控制要求，前馈．反馈控制结构能较好地满足产品质量控制要求。在双效变压精馏中，设计了R／F恒定的控制结构和前馈．反馈控制结构，对系统加入了处理量4-5％的扰动和进料组成变化的扰动，两种控制结构均能维持产品质量的稳定，但前馈．反馈控制结构没有比R／F的控制结构表现出优势。通过对R／F控制系统动态响应结果的研究发现：在处理量减小的情况下，控制系1统显示了很好的调控能力，产品质量完全符合设计规定；进料组成中甲醇含量的减小有利于产品质量的控制，同时加压塔T1热负荷降低，有利于节能。通过对两种精馏方式控制系统的调控能力

6、的分析，萃取精馏的操作弹性比双效变压精馏大。关键词：甲醇，乙腈，萃取精馏，双效变压精馏，模拟II浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHONTHEDESIGNANDCONTRoLoFSEPAR√订D呵GMETHANoL．ACEToNITRJLEABSTRACTExtractivedistillation(ED)andDoubleeffectpressureswingdistillation(PSD)wereusedfortheseparationofmethanol-acetonitrileinthispaper．TheC

7、hemicalprocesssimulationsoftwareofAspenPlusandAspenDynamicswereusedfordesignandcontrolofthedistillationprocesses．AnilinewasselectedasthesolventbycomparinginfinitedilutionrelativevolatilityinthedesignofED．Thevalueofsolventratiowas4．5．Inthedesignofthesteady-stateoft

8、hetwodistillationprocessesThelowesttotalannualcost(TAC)wastakenastheobjectivefunctionAspenPluswasusedforoptimizingthedistillationparameters．Economicopti